冰期非对称气候变化模式与生物多样性的形成机制?

生物多样性的形成与维持机制是生态学中最具挑战的核心问题之一.本文研究了大量冰期相关文献,发现冰期除周期性的气温变化之外,每个气温变化周期都经历了漫长的降温过程和相对快速的升温过程,由此提出了冰期"慢降—快升"非对称气温变化模式.在非对称气候变化模式下,地球上的生物地理分布随之发生"慢退—快进"的收缩和扩张,群落中的物种经历了长时间的隔离和相对快速的重组,呈现"聚少离多"的特征.同时,通过许多亲缘地理学的研究案例,发现物种的遗传变异多发生于缓慢降温阶段,在升温阶段时,这些已经存在的突变常沿不同路线扩张,并再次相遇,是遗传变异重组的过程.本文提出通过建立大尺度的天然群落格局平台,涵盖群落"慢退—快进"历史演变过程,结合亲缘地理学方法,从多尺度、多维度真实地还原群落形成和维持过程,预测气候变化和人类影响下生物群落的未来.     

黄檗遗传多样性研究

利用两对叶绿体非编码区基因trnH-psbA和trnT-trnL,以及核基因ITS对黄檗25个自然种群进行了遗传结构和遗传多样性分析,结果表明黄檗具有较低的遗传多样性,且无明显的亲缘地理格局,但是在不同山系单倍型的分布具有不同的特点,推测长白山区域尤其是南部地区极有可能是黄檗冰期孑遗种群所在.因此,对长白山系、辽宁大板等遗传多样性高的大种群实施就地保护策略,同时在人工育种过程中,尽可能在多个群体中取样,最大限度地保护黄檗的遗传多样性.     

基于文献数据比较研究东北针阔混交林群落叶绿体遗传多样性

第四纪气候变化对植物群落产生深远影响,然而植物群落如何响应气候变化,群落内不同物种是否具有一致的响应,对于这些问题仍缺乏更系统和完整的答案．中国东北针阔混交林位于凉温带,对气候变化十分敏感,是研究物种对第四纪气候变化响应的理想区域．本研究利用文献检索调查东北针阔混交林物种谱系地理研究现状,并基于文献数据分析东北针阔混交林群落及其周边群落的遗传多样性空间分布情况．结果发现,2020年前,仅有23篇文章对27个东北针阔混交林群落物种进行谱系地理研究．无论是群落水平还是物种水平,均未发现遗传多样性的纬度梯度格局．现有的数据表明,长白山西部和大兴安岭北部地区具有较高的群落遗传多样性．这些结果表明冰期“原位避难”可能是东北针阔混交林群落物种的普遍模式,但是具体的冰期避难所位置可能存在物种差异．由于文献数据是独立而分散的谱系地理研究,存在取样种群和分子标记以及覆盖度的差异,从而导致基于文献分析的群落水平遗传多样性格局结论仍存在不确定性．未来应开展以群落遗传多样性和群落形成历史问题为导向的系统设计,以期系统性地回答群落如何响应第四纪气候变化．      

岷江上游植被格局与环境关系的研究

基于1994年岷江上游TM遥感影像分类,结合海拔、坡度和坡向等地形因子及降雨、温度和土壤等气候环境因子,用"3S"技术对岷江上游植被格局及其与环境之间的关系进行分析.结果表明:岷江上游森林、草地和灌丛分布面积比例差异不大,其中针叶林和混交林斑块形状复杂,斑块破碎化程度较高.阔叶林和农田斑块形状简单,斑块破碎度化程度较低;郁闭灌丛和草地的斑块聚集度高,景观连通性较好,混交林斑块聚集度低,景观连通性差;岷江上游植被分布及生长与海拔、温度相关性较高,与降雨无明显的相关性.     

中国东北山地集水区和溪流结构模拟分析

利用GTOPO30 DEM数据模拟了东北东部山地的集水区和溪流结构,并结合坡度和海拔研究了溪流等级在地域上分布的特征.根据溪流建立50m BUFFER区,然后研究了不同等级溪流的BUFFER区内NDVI的分布特征.最后得出,溪流等级与海拔、坡度和NDVI 都呈负相关,相关系数分别为:-0.2, -0.09和-0.18. 溪流由低等级向高等级变化时,其 空间分布范围逐渐集中于海拔较低、坡度较小的平缓地.低等级溪流周围的植被生长好于高等级溪流周围的植被,并相对稳定.     

泾河流域水系分维特征及其生态意义

应用地理信息系统(GIS)提取河流信息,并在此基础上改进了传统的计盒方法,将其应用于泾河流域水系分形分析.同时探讨了分维数同流域地形、地貌、侵蚀程度、植被因子之间的相互关系.分形分析为流域水文学提供了新的研究方法.     

国家重点野外科学观测试验站数据信息现状分析

利用调查表、网上查询和电子函件交流的方式,于2002年8-10月对国家野外科学试验站(试点站)的数据信息、共享程度、标准化以及管理等现状进行调查.结果表明,25个台站共有数据集216个,其中森林、农业领域的数据占80%以上;本科以上的人员占了约68%; 1/5的试验站没有建成局域网,只有14个台站建立了自己的主页;仅有16%和20%的台站收集的数据分别是国际标准和国家标准; 52%的台站同时使用监测、野外调查、室内分析和资料汇编4种方式采集数据;有15个台站部分或完全是以EXCEL形式存储数据;只有32%的台站可提供部分或全部的免费数据共享服务.通过对调查结果的综合分析,发现目前我国野外台站在数据信息的网络化管理与利用以及数据标准化与共享方面存在着诸多问题,并提出了进一步改进的建议与措施.     

景观结构调整和干旱半干旱区水资源的可持续利用

分析了干旱半干旱区存在的一些生态问题,论述了与干旱半干旱区水资源可持续利用有关的景观生态学理论,其中包括景观连通性、自然干扰、河流廊道和斑块水文功能.在此基础上,提出了一些景观结构调整措施:1)调整水源涵养斑块和耗水斑块面积组成比例和空间分布;2)营建防风林带;3)保护和恢复河流廊道;4)保留景观内水体斑块;5)拆除某些水利设施等.这种景观尺度上的结构调整因其更大的宏观性和整体性优势,将起到农业作物结构调整所不能起到的一些作用,这对改善半干旱区水资源状况和实现半干旱区水资源可持续利用具有重要意义.     

斑块开度对树木结实和交配格局的影响：以城市油松（Pinus tabulaeformis）种群为例

以城市种植油松斑块为例,探讨了斑块开度(作为林冠开度指标)对油松交配格局和结实的影响,发现斑块开度和油松自交率呈显著正相关,并与个体结实量具有一定的相关性.其原因可能是由于斑块开度增大导致自交种子败育率下降,或者是由于孤立木接收外源花粉相对较少.另外,本研究未发现斑块开度对花粉迁入有显著影响.     

基于GIS和USLE的卧龙地区小流域土壤侵蚀预报

为探讨卧龙地区流域土壤侵蚀的空间分布格局及土地利用/覆盖对流域土壤侵蚀的影响,以2000年卧龙地区两流域土地利用图、数字高程模型和土壤类型分布图为基础,利用通用土壤流失方程(USLE)模型与地理信息系统(GIS)技术结合的方法对卧龙流域土壤侵蚀进行模拟。结果表明,基于流域产流产沙的土壤侵蚀预报效果较好,渔子溪年均侵蚀模数为55.2t/(km2·a),寿溪年均侵蚀模数为568.4t/(km2·a),但两流域土壤侵蚀格局存在一定的差异。不同土壤侵蚀系统分布格局及土地利用单元上土壤侵蚀强度的差异是造成两流域土壤侵蚀预报结果差异的重要原因。